STM32输出PWM波控制180°舵机

news2024/11/14 20:45:17

时间记录：2024/2/8

一、PWM介绍

（1）脉冲宽度调制
（2）占空比：高电平时间占整个周期时间的比例
（3）STM32通过定时器实现PWM时具有两种模式
PWM1模式：向上计数模式下，CNT当前计数寄存器的值小于CCR比较寄存器的值时输出有效电平，大于时输出无效电平，向下计数模式下，CNT当前计数寄存器的值小于CCR比较寄存器的值时输出无效电平，大于时输出有效电平
PWM2模式：向上计数模式下，CNT当前计数寄存器的值小于CCR比较寄存器的值时输出无效电平，大于时输出有效电平，向下计数模式下，CNT当前计数寄存器的值小于CCR比较寄存器的值时输出有效电平，大于时输出无效电平

二、180°舵机介绍

（1）以20ms为时基，通过改变不同的占空比改变舵机转动角度
（2）占空比对应角度

高电平时间	角度	占空比
0.5ms	0	2.5
1ms	45°	5
1.5ms	90°	7.5
2ms	135°	10
2.5ms	180°	12.5

三、示例代码(以PA0-TIM2CH1为例)

（1）头文件

#ifndef __SERVO_H__
#define __SERVO_H__
#include "stm32f10x.h"

void vServoInit(void);
void vSetAngle(float angle);

#endif

（2）源文件

#include "servo.h"
#include <math.h>

void vServoInit(void)
{
    //1.使能定时器x和相关IO口时钟
    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2,ENABLE);
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);//PAO - Timer2CH1
    
    //4.初始化定时器 
    TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStruct;
    TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;//向上计数
    TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Period=20000-1;
    TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Prescaler=72-1;//20ms
    TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;
    //TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_RepetitionCounter = 0;//高级定时器使用
    TIM_TimeBaseInit(TIM2,&TIM_TimeBaseInitStruct);
    
    //2.初始化IO口的复用功能
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
    GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;//复用推挽输出模式
    GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;
    GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStruct);
    
    //5.初始化输出比较参数
    TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStruct;
    TIM_OCInitStruct.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;//PWM模式，模式1 向上计数时：CNT < CCR1 则输出有效电平，否则输出无效电平
    TIM_OCInitStruct.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;//比较输出极性，设置有效电平为高电平还是低电平
    TIM_OCInitStruct.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;//比较输出使能
    TIM_OCInitStruct.TIM_Pulse = 500;//比较值，写CCRx
    TIM_OC1Init(TIM2,&TIM_OCInitStruct);//CH1使用OC1
    
    //6.使能预装载寄存器
    TIM_OC1PreloadConfig(TIM2,TIM_OCPreload_Enable);
    
    //7.使能自动重装载的预装载寄存器允许位，使比较寄存器ARR立即生效，否则下个比较周期生效
    TIM_ARRPreloadConfig(TIM2,ENABLE);
    
    //8.使能定时器
    TIM_Cmd(TIM2,ENABLE);
}

void vSetAngle(float angle)
{
    int ccrCount;
    ccrCount = (int)round(11.111111*angle+500);
    TIM_SetCompare1(TIM2,ccrCount);
}

四、MDK5配置逻辑分析仪观察端口输出波形

（1）小扳手修改“Debug”的一些参数

（2）打开Debug界面，打开Logic Analyzer逻辑分析仪界面
Debug按钮
逻辑分析仪按钮
（3）点击setup设置要观察的端口，输入PORTA.0表示PA0端口，会自动转换为PORTA&0x00000001形式，显示类型选择Bit位
设置端口按钮
添加端口
（4）关闭设置界面，全速运行程序观察波形
全速运行按钮